Нормализација

Цел: Да се прикаже процесот на нормализација на базата BlissCore (јога часови, настани, пакети, мерч опрема) со проверка на 1NF, 2NF, фокус на 3NF и BCNF. На крај се наведени финалните релации и применетите ограничувања (UNIQUE, CHECK) и индекси за перформанси.

Поддомени и почетни (денормализирани) релации

За потребите на нормализација се издвоени најбитните поддомени:

Евиденција за часови и резервации R₁ = {class_id, date, start_time, end_time, location, capacity, seats_available, instructor_id, instructor_email, training_id, training_name, user_id, username, email}

Интуитивни зависности:

class_id → date, start_time, end_time, location, capacity, seats_available, instructor_id

instructor_id → instructor_email

training_id → training_name

user_id → username, email

Евиденција за настани и пријави R₂ = {event_id, event_name, date, time, location, user_id, email}

event_id → event_name, date, time, location

user_id → email

Евиденција за пакети и купувања R₃ = {package_id, package_name, price, num_classes, user_id, email}

package_id → package_name, price, num_classes

user_id → email

Евиденција за мерч и купувања R₄ = {merch_id, item_name, price, user_id, email}

merch_id → item_name, price

user_id → email

Сите атрибути се атомски → 1NF е задоволена.

2NF и 3NF / BCNF (декомпозиција)

Проблемите во R₁…R₄ се транзитивни зависности (пример: instructor_id → instructor_email, training_id → training_name, user_id → email) и мешање на фактите од различни ентитети во иста релација. Заради тоа се врши декомпозиција до 3NF/BCNF.

R₁ (Часови и резервации)

Клучеви по домен: class_id (за клас), instructor_id (за инструктор), training_id (за тренинг), user_id (за корисник).

Транзитивни зависности:

class_id → instructor_id и instructor_id → instructor_email

class_id → … и training_id → training_name

user_id → email

Декомпозиција (BCNF):

Class(class_id, date, start_time, end_time, location, capacity, seats_available, instructor_id)

Instructor(instructor_id, instructor_email, …)

Training(training_id, training_name, …)

User(user_id, username, email, …)

Class_Includes_Training(class_id, training_id) (M:N ако клас има повеќе тренинзи)

User_Booked_Class(user_id, class_id) (резервации)

Сите транзитивни зависности се извадени во посебни релации → 3NF / BCNF.

R₂ (Настани и пријави)

event_id → event_name, date, time, location

user_id → email

Декомпозиција (BCNF):

Event(event_id, event_name, date, time, location)

User_Event(user_id, event_id) (пријави на корисник на настан)

R₃ (Пакети и купувања)

package_id → package_name, price, num_classes

user_id → email

Декомпозиција (BCNF):

Package(package_id, package_name, price, num_classes)

User_Purchased_Package(user_id, package_id)

R₄ (Мерч и купувања)

merch_id → item_name, price

user_id → email

Декомпозиција (BCNF):

Merch_Items(merch_id, item_name, price, …)

User_Purchased_Merch(user_id, merch_id)

Дополнително (пакети што вклучуваат часови)

Package_Includes_Class(package_id, class_id) (M:N врска)

Финални релации (сите во 3НФ / BCNF)

User(user_id, username, email, password_hash, first_name, last_name)

Instructor(instructor_id, instructor_email, instructor_password_hash, first_name, last_name, biography)

Training(training_id, training_name, description, duration, intensity_level)

Class(class_id, date, start_time, end_time, location, capacity, seats_available, instructor_id)

Event(event_id, event_name, date, time, location)

Package(package_id, package_name, price, num_classes)

Merch_Items(merch_id, item_name, price, …)

Мостови (M:N):

Class_Includes_Training(class_id, training_id)

User_Booked_Class(user_id, class_id)

User_Event(user_id, event_id)

User_Purchased_Package(user_id, package_id)

User_Purchased_Merch(user_id, merch_id)

Package_Includes_Class(package_id, class_id)

Секоја релација има примарен клуч; странските клучеви ги поврзуваат ентитетите и мостовите.

Интегритетни ограничувања (UNIQUE, CHECK)

За да спречиме аномалии и дупликати, додадовме:

-- UNIQUE: деловни правила
ALTER TABLE "User" ADD CONSTRAINT uq_user_email UNIQUE (email);
ALTER TABLE "User" ADD CONSTRAINT uq_user_username UNIQUE (username);
ALTER TABLE "Instructor" ADD CONSTRAINT uq_instr_email UNIQUE (instructor_email);
ALTER TABLE "Training" ADD CONSTRAINT uq_training_name UNIQUE (training_name);
ALTER TABLE "Package" ADD CONSTRAINT uq_package_name UNIQUE (package_name);
ALTER TABLE "Merch_Items" ADD CONSTRAINT uq_merch_item UNIQUE (item_name);

-- "Slot" уникатност: спречува дупликат термини/локации
ALTER TABLE "Class"
ADD CONSTRAINT uq_class_slot UNIQUE (date, start_time, location, instructor_id);
ALTER TABLE "Event"
ADD CONSTRAINT uq_event_slot UNIQUE (event_name, date, time, location);

-- CHECK: едноставни бизнис правила
ALTER TABLE "Class"
ADD CONSTRAINT ck_class_time_order CHECK (end_time > start_time),
ADD CONSTRAINT ck_class_capacity_nonneg CHECK (capacity IS NULL OR capacity >= 0),
ADD CONSTRAINT ck_seats_not_overflow CHECK (seats_available IS NULL OR capacity IS NULL OR seats_available <= capacity),
ADD CONSTRAINT ck_seats_nonneg CHECK (seats_available IS NULL OR seats_available >= 0);

ALTER TABLE "Package"
ADD CONSTRAINT ck_package_price_pos CHECK (price > 0),
ADD CONSTRAINT ck_package_num_pos CHECK (num_classes > 0);

ALTER TABLE "Merch_Items"
ADD CONSTRAINT ck_merch_price_pos CHECK (price > 0);

Забелешка: при обид за дупликат UNIQUE, PostgreSQL враќа грешка 23505 (unique violation) – тоа во апликацијата го прикажуваме како “Email already taken”, итн.

Индекси за перформанси

Индекси на мостови (по „другата“ страна од PK, за побрзи филтри):

CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_ubc_class ON "User_Booked_Class"(class_id);
CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_cht_training ON "Class_Includes_Training"(training_id);
CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_ue_event ON "User_Event"(event_id);
CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_upp_package ON "User_Purchased_Package"(package_id);
CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_upm_merch ON "User_Purchased_Merch"(merch_id);
CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_pic_class ON "Package_Includes_Class"(class_id);

Индекси за честите листања:

CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_event_date_time ON "Event"(date, time);
CREATE INDEX IF NOT EXISTS idx_class_date_time ON "Class"(date, start_time);

Заклучок

Со декомпозиција по ентитети и мостови ги елиминиравме транзитивните зависности и постигнавме 3NФ/BCNF. UNIQUE/CHECK ограничувањата ги зацврстуваат бизнис правилата, а индексирањето ги забрзува најчестите барања (листaње часови/настани и повратни врски преку мостовите).